实验四 并联管路特性及流量分配实验
实验类型: 综合性实验 学 时：2
适用对象：热能与动力工程专业、建筑环境与设备工程专业
一、实验目的
1、了解并联管路特性及并联管路中阀门开度变化时的流量分配情况；
2、掌握并联管路特性曲线（h w -q V 或p w -q V ）的绘制方法，明确各支路存在流量偏差的原因。
二、实验要求
1、在并联管路中，当各支路流量控制球阀处于全开时，绘制各支路的管路特性曲线和并联管路特性曲线；计算采用不同方法测量总流量的相对误差，分析各支路存在流量偏差的原因。
2、将任意三条支路上的流量控制球阀完全关闭，绘制其余两支路流量控制球阀处于两种不同开度时各支路的管路特性曲线和两支路并联管路特性曲线，分析管路特性曲线在流量控制球阀处于不同阀门开度时的变化趋势及其原因；
3、比较不同支路的阻力特性曲线，并分析存在差别的原因。
三、实验原理
1、并联管路特点
（1）并联管路的流动损失特性：并联管路中各支路的流动损失相等，即
h w = h w i （m ） （41）
（2）并联管路的流量特性：并联管路的总流量等于各支路的流量之和，即
1
N
V V i i q q ==∑ （m 3/s ） （42）
而对于每一支路，其能量损失可按串联管路计算，故
2
2
w 1
1
()
2N
M
j i i j
k i Vi
j k j
l h k q d g
υλζ===+=∑∑ (m) （43a ） 或者以压强损失表示为，
'2
w i wi i Vi p gh k q ρ?== (Pa) （43b ）
以上公式即为并联管路的水力计算式，利用这些公式，即可解决并联管路中流量分配，水头计算以及管径选择等问题。
2、参数测量
在本实验中，并联管路的总流量V q 采用三角堰流量计测量，按下式计算
5
2
1.4tg
2
V q H θ
=? （m 3
/s ） （44）
式中 q V ——并联管路的总流量，m 3
/s ；
H ——三角堰堰顶淹深，m ；
——三角堰堰顶夹角，本实验设备中，=90。
并联管路中的各支路流量Vi q 由涡轮流量计测定，各支路的流动损失由差压表测定。 3、并联管路特性曲线的绘制
由式（43a ）和式（43b ）可知，流动损失与体积流量的平方成正比，即管路流动损失曲线为一条过原点的抛物线。根据所测不同流量下的压差损失，可绘制出p w －q V 曲线，如图41所示的曲线Ⅰ或曲线Ⅱ。
根据并联管路的流动损失和流量特性式（41）和式（42），在各支路流动损失相等的条件下，将各支路的对应流量相加，可得并联管路的特性曲线，如图41所示。图中曲线和
分别为支路1和支路2的流动损失特性曲线，曲线III 为曲线和
并联后的
管路特性曲线。
四、实验所需仪器、设备、材料（试剂）
该实验系统包括实验用水循环系统（图42）、并联管路特性及流量分配综合实验系统（图43）和三角堰流量测量系统（图44）等组成。此外，实验所配仪器有涡轮流量计（LWGY-25）和差压表（1201PG 0~40kPa ）。
实验用水循环系统如图42所示，在实验室地下有一个容积为150m 3
的地下水库，由水源泵组5将水库中的水经上水管2打入五楼恒位水箱1保持恒定水位。恒位水箱中的水，一部分经供水管3供实验系统使用，经过实验管道4和三角堰流量测量系统6后流回到地下水库；另一部分则通过溢流管7进入地下水库，形成一个水循环系统。
并联管路特性及流量分配综合实验系统如图43所示。从高位恒位水箱经供水管引入并联管路系统，经五组并联的实验管道，由排出管排入三角堰。每一实验支路上均装有涡轮流量计3、流量控制球阀4和差压表2。涡轮流量计用于测量分支管路流量，通过改变流量控制球阀开度的大小来调节分支管路的流动损失和流量。并联管路流量控制总阀1用于调节进入并联管路系统的总流量，系统总流量采用三角堰流量计进行测量。
三角堰流量测量系统如图4
4所示，该三角堰为直角堰，即
2
θ
=45。三角堰流量测量水箱外侧装有连通玻璃管和标尺，连通玻璃管的水位指示三角堰中的水位，水位高度变化可从标尺上读出，即
H ＝H －H 0，称为堰顶的淹深。其中H 为某一测量工况下的连通玻璃管
?p w
q V
I
II
III
q V 1＋q V 2
q V 2
q
q V 1
q
q
图4-1 并联管路特性曲线绘制示意图
标尺读数，单位为mm ；H 0为堰顶水位起始值（如图44所示），对于1＃实验台H 0＝153 mm ，2＃实验台H 0=156mm ，3＃实验台H 0=150 mm 。按式5
2
1.4tg 2
V q H θ
=?（m 3
/s ），即可求出体
积流量V q
1
q V 去三角堰
恒位水箱来流 q V 3
2
4
图4-3 并联管路特性及流量分配综合实验系统
16500
1
2 2
3
7
地下水库
±0.00
5 6
4
图4-2 实验用水循环系统图
1—恒位水箱；2—上水管；3—供水管；4—实验管路；5—水源泵组；6—三角堰流量测量水箱；7—溢流管。
实验中的管路系统基本参数如下：
联箱管路径为Φ50mm ；实验管路采用GBT3091-2001 25（1）镀锌碳钢管，壁厚
=4mm 。
五、实验预习要求、实验条件、方法及步骤
本实验的先修实验课为《管道沿程损失实验》，即本实验要求学生在熟悉和掌握以下几点的基础上进行。
① 工业管道沿程损失系数的测定方法；
② 各种测量仪表、设备测取有关数据的操作方法； ③ 管路特性曲线的绘制方法； ④ 并联管路特性曲线的绘制方法。 实验按以下步骤进行
① 实验小组可由3~5人组成，设实验组长1名，做好分工，明确调节指令及信息反馈方式；
② 将各支路流量控制球阀4调整到全开状态，通过调节总管路上的流量控制阀1改变各支路流量（6次），将各支路的流量、流动损失和三水堰水位等实验数据记录在表41
中。计算三角堰所测流量与各支管流量和间的偏差值，在图45、46中绘制各支路的管
路特性曲线和并联管路特性曲线；
③关闭任意三支路上的流量控制球阀，使其余两支路流量控制球阀处于两种不同开度（如1/2开度和3/4开度），通过调节总管路上的流量控制阀改变各支路流量（6次），将各支路的流量、流动损失和三角堰水位等实验数据记录在表4
2、表43中。在图4
7
中绘制某一支路流量控制球阀处于全开、1/2开度和3/4开度时管路特性曲线，并分析该曲线的变化规律，在图48中绘制两支路并联后的管路特性曲线。
六、思考题
1、分析在相同流量下，支路并联后流动损失降低的原因。
连通玻璃管安装位置3~4△H max
△H
侧视图
主视图
H 0
H
θ
连通玻璃管及标尺
三角堰
堰顶
图4-4 三角堰流量计示意图
2、分析涡轮流量计所测并联管路总流量和三角堰所测流量存在偏差的原因。
附：《并联管路特性及流量分配实验》结果与数据处理用表
表4 1 支路1＃～5＃控制阀门全开，调节总阀开度改变流量实验台编号：＃
次数
1＃支路2＃支路3＃支路4＃支路5＃支路三角堰水位堰顶淹深三角堰流量总流量相对误差p w1
(kPa)
q V1
(m3/h)
p w2
(kPa)
q V2
(m3/h)
p w3
(kPa)
q V3
(m3/h)
p w4
(kPa)
q V4
(m3/h)
p w5
(kPa)
q V5
(m3/h)
H
(mm)
H=H H0
(m)
'
V
q
(m3/s)
q V=q Vi
(m3/s)
%
1 3
2 4.87 36 5.05 38 6.2
3 45 4.69 49 3.87 268.5 0.11850.00680.00690.94%
2 22 4.05 26 4.2
3 27 5.20 32 3.87 36 3.21 259.0 0.10900.00550.0057 4.00%
3 13 3.12 16 3.28 1
4 4.00 20 2.98 22 2.47 248.
5 0.09850.00430.0044 3.28%
4 10 2.54 11 2.66 11 3.29 13 2.42 17 2.03 241.3 0.09130.00350.0036 1.94%
5 5 1.94 7 1.9
6 6 2.51 10 1.82 12 1.56 232.
7 0.08270.00280.0027 1.24%
6 3 1.20 5 1.11 2 1.63 5 1.1
7 7 1.01 218.
8 0.06880.00170.0017 2.20%
1）三角堰初始水位H0= 150 mm； 2）相对误差
'
100
V V
V
q q
d
-
=?％
表4 2 任选＃支路与＃支路，将阀门开度调至半开状态，调节总阀开度改变各支路的流量实验台编号＃
次数
＃支路＃支路三角堰水位堰顶淹深三角堰流量总流量相对误差p w1
(kPa)
q V1
(m3/h)
p w2
(kPa)
q V2
(m3/h)
H
(mm)
H=H H0
(m)
'
V
q
(m3/s)
q V=q Vi
(m3/s)
%
1 4
2 3.71 48 3.3
3 223.8 0.07380.00210.0020 5.59%
2 30 2.97 3
3 2.6
4 216.4 0.06640.00160.0016 2.03%
3 22 2.47 2
4 2.16 215.1 0.06510.00150.001315.04%
4 1
5 2.14 18 1.83 206.8 0.05680.00110.0011 2.44%
5 11 1.74 13 1.43 203.7 0.05370.00090.0009 5.88%
6 8 1.39 10 1.06 197.3 0.04730.00070.00070.10% 26
. . .
表4 3 任选＃支路与＃支路，将阀门开度调至3/4开度位置，调节总阀开度改变各支路的流量实验台编号＃
次数
＃支路＃支路三角堰水位堰顶淹深三角堰流量总流量相对误差p w1
(kPa)
q V1
(m3/h)
p w2
(kPa)
q V2
(m3/h)
H
(mm)
H=H H0
(m)
'
V
q
(m3/s)
q V=q Vi
(m3/s)
%
1 40 4.38 49 4.68 228.7 0.07870.00240.0025 3.46%
2 29 3.51 32 3.77 224.1 0.07410.00210.0020 3.36%
3 17 2.62 20 2.83 217.5 0.06750.00170.00158.65%
4 11 2.01 12 2.12 210.9 0.06090.00130.001110.47%
5 6 1.46 8 1.46 204.8 0.05480.00100.000817.59%
6 3 0.90 5 0.69 197.3 0.04730.00070.000435.16% 27
. . .
管路特性曲线的绘制
q V
图4-5 各支路流量控制球阀处于全开时的管路特性曲线
?p w
q V ?p w
V ?p w
图4-7 支路流量控制球阀分别处于全开、1/2开度和3/4开度时的管路特性曲线
?p w
过程控制系统实验报告实验项目: 调节阀流量特性测试学号: 140４2101１4 姓名: 邱雄 专业:自动化 班级: 3 2０１7年1１月２8日
一、实验目得 1、掌握阀门及对象特性测试得方法。 2、了解S值变化对阀门特性得影响。 3、根据对象特点合理选择特性测试方法。 二、实验内容 1.测定不同Ｓ值下得调节阀流量特性。 2.测定二阶液位对象得阶跃响应特性。 三、实验系统得P&IＤ图（管道仪表流程图)、方块图P&ＩD图: 图（1)
方块图: 四、实验步骤 1、接通监控操作站、数据采集站电源预热相关设备。 ２、启动监控操作系统设置“采集模式”。选中“采集模式”中得“模拟采 集”。 3、进入调节阀流量测试界面。 4、进入压力调节器操作面板。设置调节器为反作用，比例、积分、微分参 数得参考值分别为50%、4秒、0秒,点击选项“自动”进入自动调节。设定“给 定值”为90％，使泵得出口压力(调节器操作面板得测量值）为9０％。 6、测试UＶ－1０１气动调节阀流量特性。在前面已经打开了相应得球阀， 并设置为３50。分别记录设定值由0、30、６0、７5、80、８3、8６、89、９２、 ９5、9８、100%增加时与由100、９8、9５…０％减少时对应得流量(FT-１01)。 7、改变S值再测试其流量特性。保持ＵＶ－101全开,调节球阀M1０开度, 使流量(FT-１01)为原来(MV全开时）得50％,即减小Ｓ值。重复第６步。 五、实验数据及结果 测试UＶ-１01气动阀得流量特性数据如下: UV－1 ８3 8９92 95 98 100
F Ｔ-１01 93、09 69、８5 42、9８ ２8、75 ２4、81 21、21 15、47 12、43 9、57 ７、01 5、04 表(１) U Ｖ-1 ８9 83 80 75 6０ 3０ 0 FT-101 ５、0４ 5、1２ 5、３０ 5、36 5、４ 1０、51 12、9７ １7、8７ 31、６7 59、65 9３、06 表(2) 图(1) 调节球阀M10开度，使流量（FT －１01)为原来(MV 全开时)得５0％,调节阀 开度此时为43。所得数据如下: ＵV-1 83 89 ９２ 95 ９８ 1０0 F Ｔ-１０１ 49、7１ 45、12 3４、５6 ２5、71 2２、０1 2０、0２ 14、66 1２、５0 ９、８1 7、12 ５、04 表(3)
摘要 变量泵是指排量可以调节的液压泵。这种调节可能是手动的，也可能是自动的。限压式变量叶片泵是利用负载的变化来实现自动变量的，在实际中得到广泛应用。 限压式变量叶片泵，具有压力调整装置流量调整装置。泵的输出流量可根据负载变化自动调节，使其输出功率与负载工作速度和负大小相适应，具有高效、节能、安全可靠等特点，因此它常用于执行机构需要快慢速的液压系统。例如用于组合机床动力滑台的进给系统，用来实现快进、工进、快退等工作循环；也可以用于定位、夹紧系统。 在这里要对限压式变量叶片泵的流量特性做分析。首先对液压动力元件作了整体的介绍，还有对液压动力元件中液压泵作了初步的了解后，接着讲道本文的重点知识叶片泵，以及叶片泵的概念、分类和工作原理，最后就讲到了叶片泵中的限压式变量叶片泵的流量、偏心距和压力的具体关系。 关键词：限压式变量叶片泵；流量；压力；偏心距
目录 第一章绪论 (1) 1.1 液压动力元件概述 (1) 1.2 液压泵的概述 (1) 1.3课题背景资料 (1) 1.4本文主要研究工作 (4) 第二章液压动力元件 (5) 2.1 动力元件概念 (5) 2.2 液压泵的概述 (5) 2.2.1 液压泵的工作原理及特点 (5) 2.2.2液压泵正常工作必备的条件是： (6) 2.3 液压泵的主要性能参数 (6) 2.3.1 工作压力和额定压力 (6) 2.3.2 排量和流量 (7) 2.4功率和效率 (7) 第三章叶片泵 (10) 3.1双作用叶片泵 (10) 3.1.1双作用叶片泵的工作原理 (10) 3.1.2双作用叶片泵的排量和流量 (10) 3.1.3双作用叶片泵的结构要点 (11) 3.1.4 高压双作用叶片泵的结构特点 (12) 3.1.5双联叶片泵 (13) 3.2 单作用叶片泵 (13) 3.2.1单作用叶片泵的工作原理 (13) 3.2.3单作用叶片泵的结构要点： (15) 3.2.4单作用变量叶片泵 (15) 3.2.5 单作用叶片泵和变量原理 (18) 第四章限压式变量叶片泵的工作原理 (24) 第五章结论 (28) 致谢 (30) 参考文献 (31)
1.常用液压阀一方向阀、压力阀、流量阀的类型 【答】（1）方向阀方向阀的作用概括地说就是控制液压系统中液流方向的，但对不同类型的阀其具体作用有所差别。方向阀的种类很多，常用方向阀按结构分类如下：单向阀：I普通单向阀2 液控单向阀普通单向阀换向阀：1转阀式换向阀 2滑阀式换向阀：手动式换向阀、机动式换向阀、电动式换向阀、液动式换向阀、电液动 换向阀。
手动式换向阀 (a l 电液动换向阀 (2)压力控制阀 溢流阀：直动式、先导式溢流阀
直动式溢流阀 先导式溢流阀减压阀：直动式、先导式减压阀 顺序阀：直动式、先导式顺序阀 压力继电器 (3)流量控制阀 节流阀调速阀 2.换向阀的控制方式，换向阀的通和位
【答】换向阀的控制方式有手动式、机动式、电动式、液动式、电液动式五种。换向阀的 通是指阀体上的通油口数，有几个通泊口就叫几通阀。换向阀的位是指换向阀阀芯与阀体的 相互位置变化时，所能得到的通泊口连接形式的数目，有几种连接形式就叫做几位阀。如一换 向阀有4个通油口 ,3种连接形式，且是电动的，则该阀全称为三位四通电磁（电动）换向阀。 3. 选用换向调时应考虑哪些问题及应如何考虑 【答】选择换向阀时应根据系统的动作循环和性能要求，结合不同元件的具体特点，适用场 合来选取。①根据系统的性能要求，选择滑阀的中位机能及位数和通数。②考虑换向阀的操 纵要求。如人工操纵的用手动式、脚踏式；自动操纵的用机动式、电动式、液动式、电液动式；远距离操纵的用电动式、电液式；要求操纵平稳的用机动式或主阀芯移动速度可调的电 液式；可靠性要求较高的用机动式。③根据通过该阀的最大流量和最高工作压力来选取（查表）。最大工作压力和流量一般应在所选定阀的范围之内，最高流量不得超过所选阀额定流量 的120%，否则压力损失过大，引起发热和噪声。若没有合适的，压力和流量大一些也可用，只 是经济性差一些。④除注意最高工作压力外，还要注意最小控制压力是否满足要求（对于液动阀和电液动换向阀）。⑤选择元件的联接方式一一管式（螺纹联接）、板式和法兰式，要根据流量、压力及元件安装机构的形式来确定。⑥流量超过63L/min时，不能选用电磁阀，否则电磁 力太小，推不动阀芯。此时可选用其他控制形式的换向阀，如液动、电液动换向阀。 4. 直动式溢流阀与先导式溢流阀的流量一压力特性曲线，曲线的比较分析 【答】溢流阀的特性曲线溢流阀的开启压力o当阀入口压力小于 PK1时，阀处于关闭状态 其过流量为零；当阀入口压力大于 k1时，阀开启、溢流，直动式溢流阀便处于工作状态（溢流 的同时定压）。图中pb是先导式溢流阀的导阀开启 压力，曲线上的拐点m所对应的压力pm是其主阀的 开启压力。当压力小于民。时， 导阀关闭，阀的流量为零；当压力大于pb（小于此 2）时，导阀开启，此时通过阀的流量只是先导阀的 泄漏量，故很小，曲线上pbm段即为导阀的工作段； 当阀入口压力大于此2时，主阀打开，开始溢流，先导式溢流阀便进入工作状态。在工作状态
调节阀的流量特性校正 作者：王根平 摘 要：由于在控制系统设计时一般都假定调节阀前后压差为常数，而实际上压差总会随着阀的开度变化而变化，这种误差会导致调节阀流量特性的畸变，对系统的控制性能有一定的影响。通过设计调节阀的流量特性校正装置，可以较好地克服调节阀的畸变，使调节阀的工作特性维持在比较理想的工作状态。实验证明这种校正对阀的工作特性改善非常明显。 关键字：调节阀流量特性压差校正 1. 前言 在控制系统的实现中，调节阀的选择是很重要的一个环节，阀的流量特性直接关系到系统的控制质量。 1.1 调节阀流量特性定义 调节阀流量特性是指流过阀门的相对流量（Q/Qmax）与阀心相对行程（L/Lmax）的关系，即： Q/Qmax=f（L/Lmax） 式中：Q-某一开度下的流量；Qmax-全开时的流量；L-某一开度下的阀心相对行程；Lmax-阀心全行程。
1.2 理想流量特性 一般说来，改变调节阀的调节阀与阀座间的节流面积便可以调节流量。但实际上节流面积改变的同时，还发生阀前后压差的变化，这种变化会引起流量的变化。 研究阀特性时，总是现假设阀前后压差相等，即ΔP为常数，这样可以得到调节阀的理想流量特性（图1）：（a）线性流量特性；（b）等百分比流量特性；（c）快开流量特性。 1.3 实际流量特性 阀门串接在管路系统中，当管路两端的总压降固定不变时，管路内的直管沿程阻力和管件局部阻力都会随流量而变化，其结果会使调节阀的工作特性与理想特性有许多差异。
由于阀前后压差与管路总压差两者之间关系变化，在全开时阀上压降与管路系统总压降值比S越小，阀流量特性曲线畸变越严重（图2）。 从上面对调节阀流量特性分析可知，阀在不同压差情况下的畸变是很严重的，这种畸变给控制系统的设计带来了困难，也会严重影响控制系统的性能指标。 因此，考虑对调节阀在各种S情况下的畸变进行补偿和自动校正，将是非常有意义的一件工作。本文考虑采用弹片机依据阀的流量特性和实际工作特
调节阀流量特性介绍 1. 流量特性 调节阀的流量特性是指被调介质流过调节阀的相对流量与调节阀的相对开度之间的关系。其数学表达式为 式中：Qmax-- 调节阀全开时流量 L---- 调节阀某一开度的行程 Lmax-- 调节阀全开时行程 调节阀的流量特性包括理想流量特性和工作流量特性。理想流量特性是指在调节阀进出口压差固定不变情况下的流量特性，有直线、等百分比、抛物线及快开4种特性(表1) 流量特性性质特点 直线调节阀的相对流量与相对开 度呈直线关系，即单位相对 行程变化引起的相对流量变 化是一个常数 ①小开度时，流量变化大，而大开度时流量变化小 ②小负荷时，调节性能过于灵敏而产生振荡， 大负荷时调节迟缓而不及时 ③适应能力较差 等百分比单位相对行程的变化引起的 相对流量变化与此点的相对 流量成正比 ①单位行程变化引起流量变化的百分率是相等的 ②在全行程范围内工作都较平稳，尤其在大开度时， 放大倍数也大。工作更为灵敏有效 ③ 应用广泛，适应性强 抛物线特性介于直线特性和等百分 比特性之间，使用上常以等 百分比特性代之 ①特性介于直线特性与等百分比特性之间 ②调节性能较理想但阀瓣加工较困难 快开在阀行程较小时，流量就有 比较大的增加，很快达最大 ①在小开度时流量已很大，随着行程的增大，流量很 快达到最大 ②一般用于双位调节和程序控制
在实际系统中，阀门两侧的压力降并不是恒定的，使其发生变化的原因主要有两个方面。一方面，由于泵的特性，当系统流量减小时由泵产生的系统压力增加。另一方面，当流量减小时，盘管上的阻力也减小，导致较大的泵压加于阀门。因此调节阀进出口的压差通常是变化的，在这种情况下，调节阀相对流量与相对开度之间的关系。称为工作流量特性[1]。具体可分为串联管道时的工作流量特性和并联管道时的工作流量特性。（1）串联管道时的工作流量特性 调节阀与管道串联时，因调节阀开度的变化会引起流量的变化，由流体力学理论可知，管道的阻力损失与流量成平方关系。调节阀一旦动作，流量则改变，系统阻力也相应改变，因此调节阀压降也相应变化。串联管道时的工作流量特性与压降分配比有关。阀上压降越小，调节阀全开流量相应减小，使理想的直线特性畸变为快开特性，理想的等百分比特性畸变为直线特性。在实际使用中，当调节阀选得过大或生产处于非满负荷状态时，调节阀则工作在小开度，有时为了使调节阀有一定的开度，而将阀门开度调小以增加管道阻力，使流过调节阀的流量降低，实际上就是使压降分配比值下降，使流量特性畸变，恶化了调节质量。 （2）并联管道时的工作流量特性 调节阀与管道并联时，一般由阀支路和旁通管支路组成，调节阀安装在阀支路管路上。调节阀在并联管道上，在系统阻力一定时，调节阀全开流量与总管最大流量之比随着并联管道的旁路阀逐步打开而减少。此时，尽管调节阀本身的流量特性无变化，但系统的可调范围大大缩小，调节阀在工作过程中所能控制的流量变化范围也大大减小，甚至起不到调节作用。要使调节阀有较好的调节性能，一般认为旁路流量最多不超过总流量的20%。 2. 调节阀的选择 2.1 流量特性选择
过程控制系统实验报告 实验项目：调节阀流量特性测试 学号：1404210114 姓名：邱雄 专业：自动化 班级： 3 2017年11月28 日
一、实验目的 1.掌握阀门及对象特性测试的方法。 2.了解S值变化对阀门特性的影响。 3.根据对象特点合理选择特性测试方法。 二、实验内容 1.测定不同S值下的调节阀流量特性。 2.测定二阶液位对象的阶跃响应特性。 三、实验系统的P&ID图（管道仪表流程图）、方块图P&ID图： 图（1）
方块图： 四、实验步骤 1.接通监控操作站、数据采集站电源预热相关设备。 2.启动监控操作系统设置“采集模式”。选中“采集模式”中的“模拟采集”。 3.进入调节阀流量测试界面。 4.进入压力调节器操作面板。设置调节器为反作用，比例、积分、微分参数的参考值分别为50％、4秒、0秒，点击选项“自动”进入自动调节。设定“给定值”为90％，使泵的出口压力（调节器操作面板的测量值）为90％。 6.测试UV－101气动调节阀流量特性。在前面已经打开了相应的球阀，并设置为350。分别记录设定值由0、30、60、75、80、83、86、89、92、95、98、100％增加时和由100、98、95…0％减少时对应的流量（FT－101）。 7.改变S值再测试其流量特性。保持UV－101全开，调节球阀M10开度，使流量（FT－101）为原来（MV全开时）的50％，即减小S值。重复第6步。 五、实验数据及结果 测试UV-101气动阀的流量特性数据如下： 表（1） 表（2）
图（1） 调节球阀M10开度，使流量（FT－101）为原来（MV全开时）的50％，调节阀开度此时为43。所得数据如下： 表（3） 图（2）
实验二 电动调节阀的流量特性测试实验 任何一个最简单的控制系统也必须由检测环节、调节单元及执行单元组成。执行单元的作用就是根据调节器的输出，直接控制被控变量所对应的某些物理量，例如液位、温度、压力和流量等参数，从而实现对被控对象的控制目的。因此，完全可以说执行单元是用来代替人的操作的，是工业自动化的“手脚”。电动调节阀是本实验装置的执行单元之一。 一． 电动调节阀工作原理 执行器按照使用能源的种类，可分为气动、液动和电动三种，本装置采用的是智能型单座调节阀。顾名思义它是由电动执行器进行操作的，它接受调节器的输出电流4～20mA 信号，并转换为相应的输出轴直线位移，去控制调节机构以实现自动调节。电动调节器的优点则是能源采用方便，信号传输速度快，传输距离远等。 执行器由执行机构和调节机构两部分组成。执行机构是执行器的推动装置，它可以按照调节器的输出信号量，产生相应的推力，以带动智能调节阀的主推动轴产生直线位移，主推动杆总位移为16mm ，控制单座调节阀0～100%的开度连续变化。而调节机构（调节阀）是执行器的调节装置，它受执行机构的操纵，可以改变调节阀阀芯与阀座间的流通面积，以达到最终调节被控介质的目的。 本执行器的结构如图1所示，电动执行器首先接受来自调节器的输出信号，以作为执行器的输入信号即执行器的动作依据；该输入信号送入信号转换单元，转换信号制式后与反馈的执行机构位置信号进行比较，其差值作为执行机构的输入，以确定执行机构的作用方向和大小；执行机构的输出结果再控制调节器的动作，以实现对被控介质的调节作用；其中执行机构的输出通过位置发生器可以产生其反馈控制所需要的位置信号。 图1 电动执行器的工作原理 从上述描述和图1可知，电动调节阀执行机构的动作构成了负反馈控制回路，这是提高执行器调节精度、保证执行器工作稳定的重要手段。为保证电动执行器输出与输入之间呈现严格的比例关系，必须采用比例负反馈构成闭环控制回路，图2为本套装置的电动执行器的工作原理示意图： 图2 电动执行器原理图 其中I i 表示输入电流，θ表示输出轴转角，两者存在如下关系： i I K ?=θ （1） K 是比例系数。图2中伺服放大器由前置磁放大器、可控硅触发电路和可控硅交流开关组成，如图3
调节阀的特性及选择 调节阀是一种在空调控制系统中常见的调节设备，分为两通调节阀和三通调节阀两种。调节阀可以和电动执行机构组成电动调节阀，或者和气动执行机构组成气动调节阀。 电动或气动调节阀安装在工艺管道上直接与被调介质相接触，具有调节、切断和分配流体的作用，因此它的性能好坏将直接影响自动控制系统的控制质量。 本文仅限于讨论在空调控制系统中常用的两通调节阀的特性和选择，暂不涉及三通调节阀。 1．调节阀工作原理 从流体力学的观点看，调节阀是一个局部阻力可以变化的节流元件。对不可压缩的流体，由伯努利方程可推导出调节阀的流量方程式为 ()()212 212 42 P P D P P A Q -=-= ρ ζ πρζ 式中：Ｑ——流体流经阀的流量，m 3 /s ； Ｐ1、Ｐ2——进口端和出口端的压力，MPa ； Ａ——阀所连接管道的截面面积，m 2 ； Ｄ——阀的公称通径，mm ； ρ——流体的密度，kg/m 3 ； ζ——阀的阻力系数。 可见当A 一定，(P 1-P 2)不变时，则流量仅随阻力系数变化。阻力系数主要与流通面积(即阀的开度)有关，也与流体的性质和流动状态有关。调节阀阻力系数的变化是通过阀芯行程的改变来实现的，即改变阀门开度，也就改变了阻力系数，从而达到调节流量的目的。阀开得越大，ζ将越小，则通过的流量将越大。 2．调节阀的流量特性 调节阀的流量特性是指流过调节阀的流体相对流量与调节阀相对开度之间的关系，即 ?? ? ??=L l f Q Q max 式中：Q/Q max ——相对流量，即调节阀在某一开度的流量与最大流量之比； l/L ——相对开度，即调节阀某一开度的行程与全开时行程之比。 一般说来，改变调节阀的阀芯与阀座之间的节流面积，便可控制流量。但实际上由于各种因素的影响，在节流面积变化的同时，还会引起阀前后压差的变化，从而使流量也发生变化。为了便于分析，先假定阀前后压差固定，然后再引申到实际情况。因此，流量特性有理想流量特性和工作流量特性之分。 2.1 调节阀的理想流量特性 调节阀在阀前后压差不变的情况下的流量特性为调节阀的理想流量特性。调节阀的理想流量特性仅由阀芯的形状所决定，典型的理想流量特性有直线流量特性、等百分比(或称对数)流量特性、抛物线流量特性和快开流量特性，如图5－6所示。
汽轮机高调门流量特性优化 试验方案 本页仅作为文档页封面，使用时可以删除 This document is for reference only-rar21year.March
皖能马鞍山发电有限公司2号机组汽轮机高调门流量特性优化试验方案 2013年4月10日
皖能马鞍山发电有限公司2号机组 汽轮机高调门流量特性优化试验方案 负责单位：安徽科讯电力技术服务中心 协作单位：皖能马鞍山发电有限公司 起日期：2013年4月10日14:00——20：00 负责人：张兴 工作人员：张兴、施壮 编写 ____________ 审阅 ____________ 审核____________ 批准____________
皖能马鞍山发电有限公司2号机组 汽轮机高调门流量特性优化试验方案 1、试验目的 为提高皖能马鞍山发电有限公司2号机组运行的安全性和经济性，根据合同要求，我单位计划于2013年4月10日对2号机组汽轮机高调门进行流量特性测试及优化，并完成2号机组汽轮机进行单/顺阀切换试验。 2、试验条件 （1）、机组在设计的正常工况下稳定运行，负荷能从额定负荷（汽机高调门全开时）至60%左右的额定负荷范围之间变化。 （2）、试验过程中由运行人员手动控制燃料量维持主汽压力稳定。 （3）、信号测量设备应满足精度要求并有效期内的检定合格证书。数据记录通过分散控制系统进行。 （4）、历史数据站工作正常，能完成对主汽压力、调节级压力、给定值、流量指令、阀位指令/开度、功率等参数的采集，并能生成*.csv或*.xls格 式文件，且数据分辨率满足测试要求。 3、试验内容 通过汽轮机高调门流量特性测试及参数优化试验，根据机组实际特性及标准流量参考线对多阀、单阀流量特性进行统一整定。 4、试验方法及步骤 各高调门单个流量特性测试
1. 过程控制系统分类： 按结构特点 反馈控制系统：根据系统被控量的偏差进行工作的，偏差值是控制的依据； 前馈控制系统：根据扰动量的大小进行工作，扰动时控制的依据； 前馈——反馈控制系统：开环前馈能针对主要扰动及时迅速的克服其对被控参数的影响；其余次要扰动，则利用反馈控制予以克服； 按信号给定值分类 定制控制系统：系统被控量的给定值保持在规定值不变，或小范围附近不变； 程序控制系统：被控量的给定值按预定的时间程序变化工作； 随动控制系统：被控量的给定值随时间任意变化的控制系统； 2. 建模方法：机理分析法和试验法 4. 执行器（调节阀）由执行机构和调节机构两部分构成。执行器可分为气动执行器、电动执行器、液动执行器三类；气动执行器输入信号为0.02—0.1MPa；电动执行器输入信号为DC 4~20mA； 5. 什么叫气开式调节阀，什么叫气关式调节阀？怎样利用执行机构和调节机构来组成气开、气关式调节阀？ 执行器有气开、气关两种型式。所谓气开式，即当气动执行器输入压力p》0.02MPa时，阀门开始打开，也就是说有信号压力时阀开，无信号压力时阀关。对于气关式则反之，既有信号压力时阀关，无信号压力时阀开。 正作用执行机构与正装调节机构组成气关式调节阀；正作用执行机构与反装调节机构组成气开式调节阀；反作用执行机构与正装调节机构组成气开式调节阀；反作用执行机构与反装调节机构组成气关式调节阀； 6. 何为调节阀的流量特性？何为理想流量特性和工作流量特性？在工程上是怎样来选择调节阀流量特性的？ 执行器的流量特性是指被控介质流过阀门的相对流量与阀门的相对开度之间的关系，即 q/qmax=f(l/L)；q/qmax--相对流量，即执行器某一开度流量与全流量之比；l/L--相对开度，即执行器某一开度行程与全开行程之比；流过执行器的流量不仅与阀的开度有关，同时还与阀前后的压差大小有关。 理想流量特性就是在阀前后压差为一定的情况下得到的流量特性； 工作流量特性即在实际工程使用中，调节阀两端的压力差不为常数时，调节阀的相对开度和相对流量的关系； 流量特性的选择原则：一个过程控制系统，在负荷变动情况下，为了使系统能保持预定的品质指标，则要求系统总放大系数在整个操作范围内保持不变，可以通过适当选择调节阀的特性来补偿被控过程的非线性，从而使系统总的放大系数保持不变。所以当过程特性为非线性时，应选用对数流量特性调节阀，否则就使用直线特性的调节阀。 7. 系统阶跃响应性能指标： 余差C：系统过渡过程终了时给定值与被控参数稳态值之差。 衰减率：衡量系统过渡过程稳定性的一个动态指标。（φ=(B1-B2)/B1）（B1为超调量，B2为到第二个峰值时的超调量）； 最大偏差A：被控参数第一个波的峰值与给定值的差；σ= (y(tp)-y(∞))/ y(∞)*100%； 过渡过程时间ts：系统从受扰动作用时起，到被控参数进入新的稳定值5%的范围内所经历的时间，是衡量控制快速性的指标。
水泵的扬程、功率与闭合系统中的管道长度 L 有关。 水泵流量 Q= 25m^3/h =0.00694 m^3/s 管道流速取 2m/s左右, 则管内径 D=[4Q/(3.1416V]^(1/2=[4*0.00694/(3.1416*2]^(1/2=0.0665m 选用管径 D= 70 mm = 0.070 m,流速 V=[4Q/(3.1416D]^(1/2=1.34 m/s 管道摩阻 S=10.3n^2/D^5.33=10.3*0.012^2/0.070^5.33 = 2122 水泵扬程 H=h+SLQ^2=170+2122*600*0.00694^2 = 231 m 配套电动机功率 N=9.8QH/k =9.8*0.00694*231/0.5 = 31.4 kw 注:式中, H ——水泵扬程,单位 m ; S ——管道摩阻, S=10.3n^2/d^5.33,n为管内壁糙率,钢管可取 n=0.012, D 为内径,以 m 为单位。 L ——管道长度,以 m 为单位; Q ——流量,以 m^3/s为单位。 P——电动机功率, kw ; k ——水泵电动机机组的总效率, 取 50%, 选定水泵、电动机后, 功率可按实际情况精确确定。 按扬程和出水量来选择,与管道长度无关。 实际计算应为 :(要扬程 +管道阻力 *(1+泵的损耗 . 所以应为 :(50+10*1.1=66米 所以泵的扬程应选在 65-75米之间 , 再加上你需要的流量 , 泵就能 补水泵和给水泵计算方法一样。补水泵的流量 Q 由需要而定,即单位时间锅炉水补给量。补水泵的扬程由提水高度、锅炉压力水头以及管路的沿程水头损失和局部水头损失而定。设管长为 L ,沿程阻力系数为 k ,局部阻力系数为 j, 提水高度为 Z, 锅炉压力为 P ,水的密度为 p ,重力加速度用 g 表示 ,则补水泵扬程 : H = Z+P/(pg+(kL/DV^2/(2g+jV^2/(2g 式中平均流速 V=4Q/(3.14D^2 , D 为管内径。
阀门的流量特性 不同的流量特性会有不同的阀门开度； ①快开流量特性，起初变化大，后面比较平缓； ②线性流量特性，是阀门的开度跟流量成正比，也就是说阀门开度达到 50%，阀门的流量也达到50%； ③等百流量特性，跟快开式的相反，是起初变化小，后面比较大。 阀门开度与流量、压力的关系,没有确定的计算公式。它们的关系只能用笼统的函数式表示，具体的要查特定的试验曲线。 调节阀的相对流量Q/Qmax与相对开度L/Lmax的关系 :Q/Qmax=f(L/Lmax) 调节阀的相对流量Q/Qmax与相对开度L/Lmax、阀上压差的关系： Q/Qmax=f(L/Lmax)（dP1/dP）^(1/2)。 调节阀自身所具有的固有的流量特性取决于阀芯形状，其中最简单是直线流量特性：调节阀的相对流量与相对开度成直线关系，即单行程变化所引起的流量变化是一个常数。 阀能控制的最大与最小流量比称为可调比，以R表示，R=Qmax/Qmin, 则直线流量特性的流量与开度的关系为： Q/Qmax=（1/R）[1+（R-1）L/Lmax] 开度一半时，Q/Qmax=51.7% 等百分比流量特性：Q/Qmax=R^(L/Lmax-1） 开度一半时，Q/Qmax=18.3% 快开流量特性：Q/Qmax=（1/R）[1+（R^2-1）L/Lmax]^(1/2)
开度一半时，Q/Qmax=75.8% 流量特性主要有直线、等百分比（对数）、抛物线及快开四种 ①直线特性是指阀门的相对流量与相对开度成直线关系，即单位开度变化引起的流量变化时常数。 ②对数特性是指单位开度变化引起相对流量变化与该点的相对流量成正比，即调节阀的放大系数是变化的，它随相对流量的增大而增大。 ③抛物线特性是指单位相对开度的变化所引起的相对流量变化与此点的相对流量值的平方根成正比关系。 ④快开流量特性是指在开度较小时就有较大的流量，随开度的增大，流量很快就达到最大，此后再增加开度，流量变化很小，故称快开特性。 隔膜阀的流量特性接近快开特性， 蝶阀的流量特性接近等百分比特性， 闸阀的流量特性为直线特性， 球阀的流量特性在启闭阶段为直线，在中间开度的时候为等百分比特性。
复合函数下火电330MW机组阀门流量特性试验过程分析郭 严昊 摘要：为了提高机组运行的稳定性和经济性，汽轮机组改造后需要对阀门的流 量特性重新进行试验，以某发电有限责任公司（以下简称“某公司”）330MW机组为例进行试验，该机组控制逻辑中阀位函数为复合函数，经过试验，得出了复合 函数下切合机组实际情况的阀门流量特性曲线，为同类型机组的试验提供参考。 关键词：火电机组；阀门；流量；特性 目前，大部分火电机组汽轮机采用数字电液控制系统（DEH）控制，DEH具 有阀门管理和单顺阀切换功能。由于各阀门制作安装的差异、长期运行的磨损、 检修改造过程中设备和组态的变动，或者是设计行程和实际行程不一致等原因， 都可能导致阀门流量和原来流量的特性曲线不一样[1]。如果汽轮机阀门流量特性 曲线与阀门实际流量特性不符，重叠度设置不合理，在机组变负荷和一次调频时，可能出现负荷突变和调节缓慢的问题[2]，在单阀/顺序阀切换时，可能因切换前 后相同负荷指令下蒸汽流量不同而引起机组负荷大幅波动。 阀门流量特性曲线是阀门开度与通过阀门流量的对应关系，如果与实际流量 曲线相差较大，在机组变负荷和一次调频时可能会出现负荷突变和调节缓慢的问题。某厂330MW机组大修改造后为了提高机组的运行稳定性和经济性，重新对 阀门的流量特性进行了试验，计算出切合机组实际情况的阀门流量特性曲线，使 机组在单阀/顺序阀切换过程更平稳，负荷扰动更小，AGC调节品质更高，主汽温度、主汽压力等参数更为稳定。 1 设备概况 某公司汽轮机为上海汽轮机有限公司生产的N330-16.7/537/537型亚临界一次中间再热、单轴、双缸双排汽、凝汽式汽轮机,高中压部分采用合缸结构，高压汽 缸为双层缸，中压汽缸为单层缸,低压缸采用双流反向三层缸结构。高压通流部分 由1级单列调节级（冲动式）和14级压力级（反动式）所组成。高压喷嘴组安 装于蒸汽室，14级隔板均装于高压静叶持环上，高压静叶持环由汽缸支承。主蒸 汽经过布置在高中压缸两侧的2个主汽阀和4个调节汽阀从位于高中压缸中部的 上下各2个进汽口进入蒸汽室和调节级，然后再流经高压缸各级。 分散控制系统（DCS）是某控制工程有限公司生产的XDPS400+分散控制系统。DCS功能包括单元机组数据采集系统（DAS）、模拟量控制系统（MCS）、协调控制系统（CCS）、燃烧管理系统（BMS）、顺序控制系统（SCS）、旁路控制系统（BPS）、吹灰程序控制系统、厂级监控信息系统（SIS）以及发电机、变压器组 和厂用电控制功能等；DCS系统由DPU及其组件、OPU操作员站、以太网总线、 工程师站等构成。 汽轮机电液控制系统(DEH)采用了某控制工程有限公司的DEH控制系统实现其控制功能，由两个控制柜（DPU 11/31、DPU12/32）、一套DEH工程师工作站和 一套DEH操作员站组成。DEH系统的执行机构包括4个高压调节阀油动机（GV）、2个高压主汽阀油动机（TV）、2个中压主汽阀油动机（RSV）和2个中压调节阀油动机(IV)。其中高压调节阀、中压调节阀、高压主汽阀油动机由电液伺服阀实现连续控制；中压主汽阀油动机由电磁阀实现二位控制。 2 采集原始阀门流量特性数据 试验开始前建立趋势组，包含的参数有：DEH负荷设定、总阀位指令、机组 功率、调节级压力、主汽压力、主汽温度、GV1～GV4阀位输出指令、GV1～GV4
开题报告 通信工程 网络流量应用层特征分析与提取 一、课题研究意义及现状 意义：随着P2P技术的发展，P2P流量已经占据了整个互联网流量的60~90%，逐渐成为其重要组成部分。P2P应用的不断增加，其抢占带宽的特点造成了网络带宽的巨大消耗，甚至引起网络拥塞，对其他应用的服务质量造成了威胁，损害了ISP的利益。另一方面，P2P环境下文件共享的方便和选路机制的快速，为网络病毒和不健康信息等也提供了更好的入侵机会。因此，实现P2P流量的准确识别对于有效管理网络和合理利用网络资源都具有重要意义。 现状：就目前国内外研究现状而言，主要可分为基于人工经验和基于机器学习的P2P流量识别方法。目前，基于人工经验的P2P流量识别方法主要可分为三类：第一类基于端口的识别方法，由于P2P技术采用端口跳跃、随机端口等方式来逃避检测，该方法对于大部分P2P应用已不再有效；第二类基于应用层数据的识别方法，通过提取应用层数据，分析其载荷所包含的协议特征值，来判断网络流量是否属于P2P，该方法准确性高，但可扩展性差且缺乏加密数据识别功能，同时也无法识别新出现的和未知的P2P应用；第三类基于流量特征的识别方法，该方法通过对传输层数据包进行分析并结合P2P网络所表现出来的流量特征，来识别P2P流量。研究采用基于应用层签名的识别方法, 分析和识别PPstream、PPlive、QQlive、UUsee 和SopCast 五个主流的P2P 流媒体应用平台中第三阶段media chunk数据传输部分的流量。基于应用层签名识别方法的关键是签名特征的提取。选择签名特征的原则是:在数据传输过程中必定会出现且具有稳定形态, 优先选择会重复出现的特征字符串, 同时考虑对识别精度和识别效率的影响,要求特征字符串长度应适中。目前获得应用层签名特征的方法主要有基于相关的开发文档和基于报文TRACE的数据分析这两种方法。目前主流P2P 流媒体平台的通信协议均为私有协议, 并不能获取相关的开发文档,无法采用基于开发文档的方法来获取签名特征。因此常采用基于报文TRACE 的数据分析方法来获得主流P2P流媒体平台的应用层签名特征。我们在这里采用的是etherpeek抓包工具用监听统计和捕获数据包两种方式进行网络分析。 二、课题研究的主要内容和预期目标 本课题主要完成的工作：
1 阀口的流量压力特性 流体力学中流经节流小孔的流量公式： p A C q d ?=ρ 2 式中，d C --阀口流量系数，与雷诺数Re 有关，Re>260时，滑阀的流量系数为常数，若阀口为锐边时，d C =0.61～0.65；若阀口为圆边或有很小倒角时，d C =0.8～0.9. 复习：雷诺数Re 的计算式：运动粘度水力直径流速?= = υ h vD Re ，水力直径湿周 过流面积 4D ?=h 式中，A —阀口的过流面积，p ?--阀口前后的压差。 图（a ）所示为滑阀，阀口过流面积 Dx A π= （当h=0时） 图（b ）所示为锥阀（阀座无倒角），阀口过流面积 )s i n (s i n ααπ2211 1D x x D A - = 当1D x <<时，απsin x D A 1= 图（c ）所示为锥阀（阀座有倒角），阀口过流面积 )s i n (s i n ααπ221m m D x x D A -=， 其中221/)(D D D m +=，当m D x <<时，απsin x D A m = 图（d ）所示为球阀，阀口过流面积 ()2 02 1001221x h D h x x h D A ++?? ? ??+=π，其中，2 12 02??? ??-=D R h 当R x D x <<<<,/21时，R x h D A /01π= 锥阀（球阀）的流量系数d C ，当雷诺数较大时，流量数为定值，d C =0.77～0.82. 图1 滑阀、锥阀、球阀
2 液压阻尼和液阻桥路控制 各种液压控制阀的工作原理实际上都是从阀芯的力学平衡条件出发，通过控制阀芯的位置来改变流动阻尼而进行控制，以达到调节压力或流量的目的。 2.1 液压阻尼的概念 阀口的流量压力特性可表示为 p By q ?= 式中，B 为液导率，例如滑阀的ρπ/2D C B d =，锥阀的ραπ/sin 2D C B d =； y 为阀口开度，称By 为液导，液导用字母G 表示，即G=By 参照电学中的欧姆定律R V I =，让流量q 对应电流I 、压差p ?对应电压V ，液阻对应电阻， 则阀口的流量压力特性表示为： R p By p q ?= ?= /1 式中，R 为液阻，By R 1 = ，（液阻R 与液导G 互为倒数），显然液阻R 随阀口开度y 的增大而减小，随y 的减小而增大，即液阻反比于阀口开度。 2.2 正开口四边滑阀控制油缸的液阻全桥分析 图2.1 正开口四边滑阀控制油缸的液阻全桥表示 图2.1（a ）所示为正开口四边滑阀控制双出杆油缸，设阀中位时各边阀口的预开口为0y ，
文章编号:1005)0329(2004)08)0054)03 节流机构流量特性试验台的研制 张保青,马善伟,张川,陈江平,陈芝久 (上海交通大学,上海200030) 摘要:从节流机构流量特性研究方法和研究现状出发,分析了目前节流机构流量特性研究存在的问题,并介绍了基于/液环法0的节流机构流量特性试验台。与传统试验方法相比,该试验台具有测试范围广、系统稳定性好、投资费用少、节能等优点。 关键词:节流机构;流量特性;试验台 中图分类号:T B65文献标识码:A Development of Test Bench on Flow Characteristic of the Throttle Mechanism ZHANG Bao-qing,MA Shan-wei,ZHANG Chuan,CHEN Jiang-ping,C HE N Zh-i jiu (Shanghai Jiaotong Uni versity,Shanghai200030,China) Abstract:The method and status on flow characteristic of the throttle mechanis m are presented,moreover,the problems on reseaching the throttle mechanism at present are analyzed,and a new test bench based on liquid ring method(LRM)is https://www.doczj.com/doc/4813630516.html,pared to the traditional method,LRM has great advantage on wide test range,better s tability,less i nvestments and energy-saving. Key words:the throttle mechanis m;flow characteristic;test platform 1前言 节流机构是制冷系统中最重要的部件之一,它直接控制着蒸发器制冷剂的流量和蒸发器出口的过热度。节流机构与系统其它主要部件的良好匹配是改善系统运行并适应系统负荷变化的基础: (1)在压缩式制冷系统/四大件0的研究中,最薄弱的是节流元件,尚有不少盲区。影响节流机构流量系统的因素:工质的特性、工质的流动情况、几何参数等,众家说法不一。莉井浩对系统进行了研究[1],并得出线性阀的流量系数不仅与工质的物性有关,还与阀的几何参数有关,而Davies 和Daniels则认为流量系数仅仅与工质的流动情况有关[2]。 (2)各种先进的控制算法应用于制冷系统,最终亦是通过执行机构即节流机构施加到对象中[3]。当选用电子膨胀阀作为系统的节流机构时,膨胀阀自身的流量特性则是改善系统控制特性,补偿蒸发器非线性最重要的因素之一。 (3)试验研究是节流机构流量特性研究最常用也是最为有效的手段,目前,常用的研究方法主要有氮气法和气环法等。由于氮气与制冷剂在通过节流机构时存在相变与否的本质差别,理论研究与试验验证均表明此法存在着较大偏差(约大20%),气环法则由于更换制冷剂较麻烦,一般仅仅适用于一种制冷剂的研究,因此有必要寻求新的实验研究方法。 (4)由于电子膨胀阀具有可以按预置的调节规则动作、调节范围宽、调节反应快等优点,逐渐应用于各种制冷系统,因此开发、研制具有良好流量特性且能与各种制冷系统匹配的电子膨胀阀显得非常重要。 鉴于这些问题我们研制了基于/液环法0的节流机构流量特性试验台,它具有测试范围广、操作简单、工况容易稳定、更换制冷剂方便、节能等优 收稿日期:2003)09)22
流量特性 调节阀的流量特性，是在阀两端压差保持恒定的条件下，介质流经调节阀的相对流量与它的开度之间关系。调节阀的流量特性有线性特性，等百分比特性及抛物线特性三种。三种注量特性的意义如下： 等百分比特性 等百分比特性的相对行程和相对流量不成直线关系，在行程的每一点上单位行程变化所引起的流量的变化与此点的流量成正比，流量变化的百分比是相等的。所以它的优点是流量小时，流量变化小，流量大时，则流量变化大，也就是在不同开度上，具有相同的调节精度。 线性特性 线性特性的相对行程和相对流量成直线关系。单位行程的变化所引起的流量变化是不变的。流量大时，流量相对值变化小，流量小时，则流量相对值变化大。抛物线特性 流量按行程的二方成比例变化，大体具有线性和等百分比特性的中间特性。 从上述三种特性的分析可以看出，就其调节性能上讲，以等百分比特性为最优，其调节稳定，调节性能好。而抛物线特性又比线性特性的调节性能好，可根据使用场合的要求不同，挑选其中任何一种流量特性。 线性。等百分比，快开流量特性： 线性一般用于液位控制，等百分比特性一般用于压力、温度控制，快开特性用于两位式控制，等百分比特性用得比较多。 调节阀的流量特性目前常用的是这三种：等百分比、线性和快开。选择阀的流量特性是基于这个回路的调节特性应为线性的比较好，所以我们通常选择等百分比特性的原因是实际流量特性是有歧变的，如果理想流量特性选等百分比特性，歧变后的实际流量特性就近似为线性的；选择线性特性的原因是一是阀门的尺寸比较小，将其制造成等百分比特性较难，所以一般小流量的调节阀都是线性的；二是有些控制回路对精确控制要求不严格，而对变化趋势比较敏感，例如液位调节，可以选用线性特性。快开特性在调节回路中应用较少，主要是用于工艺要求参数变化较快的场合。 线性：一次曲线。
实验四 并联管路特性及流量分配实验 实验类型: 综合性实验 学 时：2 适用对象：热能与动力工程专业、建筑环境与设备工程专业 一、实验目的 1、了解并联管路特性及并联管路中阀门开度变化时的流量分配情况； 2、掌握并联管路特性曲线（h w -q V 或p w -q V ）的绘制方法，明确各支路存在流量偏差的原因。 二、实验要求 1、在并联管路中，当各支路流量控制球阀处于全开时，绘制各支路的管路特性曲线和并联管路特性曲线；计算采用不同方法测量总流量的相对误差，分析各支路存在流量偏差的原因。 2、将任意三条支路上的流量控制球阀完全关闭，绘制其余两支路流量控制球阀处于两种不同开度时各支路的管路特性曲线和两支路并联管路特性曲线，分析管路特性曲线在流量控制球阀处于不同阀门开度时的变化趋势及其原因； 3、比较不同支路的阻力特性曲线，并分析存在差别的原因。 三、实验原理 1、并联管路特点 （1）并联管路的流动损失特性：并联管路中各支路的流动损失相等，即 h w = h w i （m ） （41） （2）并联管路的流量特性：并联管路的总流量等于各支路的流量之和，即 1 N V V i i q q ==∑ （m 3/s ） （42） 而对于每一支路，其能量损失可按串联管路计算，故 2 2 w 1 1 () 2N M j i i j k i Vi j k j l h k q d g υλζ===+=∑∑ (m) （43a ） 或者以压强损失表示为， '2 w i wi i Vi p gh k q ρ?== (Pa) （43b ） 以上公式即为并联管路的水力计算式，利用这些公式，即可解决并联管路中流量分配，水头计算以及管径选择等问题。 2、参数测量 在本实验中，并联管路的总流量V q 采用三角堰流量计测量，按下式计算 5 2 1.4tg 2 V q H θ =? （m 3 /s ） （44） 式中 q V ——并联管路的总流量，m 3 /s ；